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涨知识!解决你对光纤应用和标准的疑问
发布日期:2022-10-24 14:51:26

随着光纤、光缆及相关产品在音视频行业中广泛应用,客户经常向我们咨询一些光纤光缆的问题,如国家标准,传输距离,应用场景等,之前和大家分享过对应的一些知识点,

这次我们囊括了光缆的知识点同时也详细介绍当前光纤在音视频中的应用,希望大家对光纤光缆有进一步的认识,在需要长距离传输音视频信号的场合中更好的运用光纤、光缆。


1. 光纤的基础知识


光纤结构一般分为三层:


1) 纤芯  core:折射率较高,用来传送光;


2) 包层  coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;


3) 保护套  jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。




外径一般为125um(一根头发平均100um)


内径:单模9um  多模50/62.5um




按光在光纤中的传输模式可分为:


多模(Multi-Mode) (简称:MM)


单模(Single-Mode)(简称:SM)


多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。


单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。


光纤的优缺点

优点

缺点

不会产生电磁波,辐射和能量,不受电磁波,辐射和其他电缆干扰

光纤性质脆,需要适当地涂敷加以保护。敷设张力,弯曲半径不宜太小

体积小,重量轻,高带宽

切断和连接光纤时,需要高精度地切断接续技术,光纤对接时产生会有损耗,如不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接芯径不匹配和熔接质量差等

长距离传输。(单模可达120km)

光纤不能输送中继器所需要的电能

原材料资源丰富

必须搭配各种光模块




光纤和光缆行业有许多国际和国内标准。国际标准有国际电工委员会IEC,国际电信联盟标准ITU,

国内标准有国标GB和我国通信行业标准YD,同一光缆产品在每个标准里分类不同,

比如多模光缆常用的分级标准是OM1/OM2/OM3/OM4,这是ISO/IEC 11801-1的标准,也有分A1a.1,A1a.2等等

同样的单模光纤的分级根据不同标准也有不同的命名,B1/B4/B6,G652/G655/G657等等


2. 光纤的应用


说起光纤光缆,大家第一想到应用场景肯定是长距离传输,确实如此,不管是单模光纤还是多模光纤,传输距离都远远大于铜线传输距离,


在典型的网络领域,单根网线传输距离在100米以内,带宽(传输频率)随类别的改变提升,如超五类带宽100MHz,八类网线达到2000MHz,但是传输距离只能应用到30m。





因此需要使用光纤光缆来传输长距离信号,根据网络应用场景不同,单模光纤和多模光纤传输距离不同,1000M是千兆,10G则是万兆,常用的万兆网络如果使用OM3多模光纤,传输距离上限是300米,单模光纤传输距离远大于多模光纤,几十公里不再话下。





光纤最初是用于长距离传输通信,然而在音视频应用方面,随着信号和设备数字化,并且带宽需求越来越高,特别是视频信号,比如HDMI铜缆传输4K/60Hz 4:4:4大约10米左右,因此使用光纤替代铜线成为了目前的大趋势,具体光纤应用在音视频哪些领域呢?


一方面应用是各种光端机搭配单模/多模光纤,比如音频光端机,HDMI/DVI光端机,USB光端机等等,在这些应用中一般单模光纤可以传输1-10Km,多模光纤可以传输300米,需要超长距离传输时是非常好的解决方案。


另一应用产品是各类有源光缆,其中HDMI有源光缆应用十分广泛,高清视频会议系统、室外大屏显示、大型医疗影像系统、